MOS场效应管原理
场效应管是另一种半导体器件，工作原理与三极管有很大区别。场效应管是电压控制电流的器件，工作时不从前级电路取电流，因此，场效应管电路的输入电阻高。另外，场效应管的制作工艺简单，功率损耗小，在集成电路中有广泛应用。场效应管容易受静电击穿而损坏，使用时要注意保护。
场效应管有两种：一种称为结型场效应管；另一种是绝缘栅型场效应管，又称MOS管。下面分别简要介绍它们的结构和工作原理。 1.6.1 三极管的电路模型
1．工作原理
根据导电沟道的不同，结场效应管分成N沟道结型场效应管和P沟道结型场效应管，下面仅以N沟道结型场效应管为例说明其工作原理。场效应管是一种载流子导电，这是与三极管的根本区别，有时将三极管称为双极型晶体管。
（1）N沟道场结型效应管的结构和工作原理如下图所示，在一块N型半导体上分别制作出两个P型区，分别引出电极。三个电极分别称为栅极（G）、源极（S）和漏极（D）。
在两种半导体的交界面处会形成PN结（PN结‐‐采用不同的掺杂工艺,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。），PN结的耗尽区内没有载流子（载流子包括自由电子和空穴 ‐‐‐‐‐共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴）。使用时D‐S间加正电压，G‐S间加负电压。对于一定的uGS值，uDS的存在使得耗尽区的形状上下不对称，上部较宽而下部较窄。但是只要较宽的部分没有相接触，从D到S之间就有导电沟道存在，从D到S相当于有一个非线性电阻（电阻两端的电压与通过它的电流成正比，其伏安特性曲线为直线这类电阻称为线性电阻，其电阻值为常数；反之，电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系称为非线性电阻，其电阻值不是常数）。
当uDS增加到一定值时，上部两边的PN结相互接触，称为予夹断。予夹断后D‐S间的电流由下部没有夹断部分导电沟道的载流子形成，基本不随uDS的增加而增加，呈现恒流特性。此恒流电流受uGS值控制，uGS反向电压uGS越小，iD越大。
. . 场效应管原理
场效应管是只有一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的半导体器件。有N沟道器件和P沟道器件。有结型场效应三极管JFET(Junction Field Effect Transister)和绝缘栅型场效应三极管IGFET( Insulated Gate Field
Effect Transister) 之分。IGFET也称金属-氧化物-半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）。 1.1
1.1.1
MOS场效应管
MOS场效应管有增强型（Enhancement MOS 或EMOS）和耗尽型(Depletion)MOS或DMOS）两大类，每一类有N沟道和P沟道两种导电类型。场效应管有三个电极：
D(Drain) 称为漏极，相当双极型三极管的集电极；
G(Gate) 称为栅极，相当于双极型三极管的基极；
S(Source) 称为源极，相当于双极型三极管的发射极。
增强型MOS(EMOS)场效应管
一、工作原理
1．沟道形成原理
当VGS=0 V时，漏源之间相当两个背靠背的二极管，在D、S之间加上电压不会在D、S间形成电流。
当栅极加有电压时，若0＜VGS＜VGS(th)时，通过栅极和衬底间的电容作用，将靠近栅极下方的P型半导体中的空穴向下方排斥，出现了一薄层负离子的耗尽层。耗尽层中的少子将向表层运动，但数量有限，不足以形成沟道，所以仍然不足以形成漏极电流ID。
进一步增加VGS，当VGS＞VGS(th)时（ VGS(th) 称为开启电压），由于此时的栅极电压已经比较强，在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟
1
线性电子电路教案
道中的电子，因与P型半导体的载流子空穴极性相反，故称为反型层（inversion layer）。随着VGS的继续增加，ID将不断增加。在VGS=0V时ID=0，只有当VGS＞VGS(th)后才会出现漏极电流，这种MOS管称为增强型MOS管。
MOS场效应管简介及原理（英文）
【简介】MOS场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor
Field-Effect Transistor）是一种常用于电子电路的晶体管。它是一种小型、高度集成的设备，能够控制通过它的电流流动。MOSFET被广泛应用于数字和模拟电子学、通信系统和电力电子等领域。
【原理】MOSFET的基本工作原理是通过在栅极电极施加电压来控制通过源极和漏极的电导。通过栅极施加的电压决定了通过MOSFET的电流量。
MOSFET有两种类型：N型（负型）和P型（正型）。N型MOSFET的基板材料为n型半导体材料（含电子），而P型MOSFET的基板材料为p型半导体材料（含空穴）。这些材料的选择取决于应用，因为它们具有不同的电气特性。
MOSFET在电子电路中广泛应用，因为它们具有小型化、高速度和低功耗等优点。它们还可以使用现代半导体制造技术轻松制造，使其成本效益高，并且广泛可用。
【英文】
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect
Transistor) is a type of transistor commonly used in electronic
circuits. It is a small, highly integrated device that can control
the flow of electrical current through it. MOSFETs are used in a wide range of applications, including digital and analog
electronics, communication systems, and power electronics.
The basic principle of operation of a MOSFET is that it
了解MOS管，看这个就够了！
MOS管学名是场效应管，是⾦属-氧化物-半导体型场效应管，属于绝缘栅型。本⽂就结构构造、
特点、实⽤电路等⼏个⽅⾯⽤⼯程师的话简单描述。其结构⽰意图：
解释1：沟道
上⾯图中，下边的p型中间⼀个窄长条就是沟道，使得左右两块P型极连在⼀起，因此mos管导
通后是电阻特性，因此它的⼀个重要参数就是导通电阻，选⽤mos管必须清楚这个参数是否符合
需求。
解释2：n型
上图表⽰的是p型mos管，读者可以依据此图理解n型的，都是反过来即可。因此，不难理解，n
型的如图在栅极加正压会导致导通，⽽p型的相反。
解释3：增强型
相对于耗尽型，增强型是通过“加厚”导电沟道的厚度来导通，如图。栅极电压越低，则p型源、
漏极的正离⼦就越靠近中间，n衬底的负离⼦就越远离栅极，栅极电压达到⼀个值，叫阀值或坎
压时，由p型游离出来的正离⼦连在⼀起，形成通道，就是图⽰效果。因此，容易理解，栅极电
压必须低到⼀定程度才能导通，电压越低，通道越厚，导通电阻越⼩。由于电场的强度与距离
平⽅成正⽐，因此，电场强到⼀定程度之后，电压下降引起的沟道加厚就不明显了，也是因为n
型负离⼦的“退让”是越来越难的。耗尽型的是事先做出⼀个导通层，⽤栅极来加厚或者减薄来控
制源漏的导通。但这种管⼦⼀般不⽣产，在市⾯基本见不到。所以，⼤家平时说mos管，就默认
是增强型的。
解释4：左右对称
图⽰左右是对称的，难免会有⼈问怎么区分源极和漏极呢？其实原理上，源极和漏极确实是对
称的，是不区分的。但在实际应⽤中，⼚家⼀般在源极和漏极之间连接⼀个⼆极管，起保护作
⽤，正是这个⼆极管决定了源极和漏极，这样，封装也就固定了，便于实⽤。我的⽼师年轻时
⽤过不带⼆极管的mos管。⾮常容易被静电击穿，平时要放在铁质罐⼦⾥，它的源极和漏极就是
随便接。
解释5：⾦属氧化物膜
图中有指⽰，这个膜是绝缘的，⽤来电⽓隔离，使得栅极只能形成电场，不能通过直流电，因
此是⽤电压控制的。在直流电⽓上，栅极和源漏极是断路。不难理解，这个膜越薄：电场作⽤
